อุปกรณ์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็วสำหรับระบบสุริยะ: ทั้งหมดที่คุณต้องรู้

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้โซลาร์เซลล์ PV ระบบสามารถติดไฟได้: ความผิดพลาดของส่วนโค้งของกระแสตรง อุปกรณ์และการติดตั้งที่ไม่ดี ฯลฯ นักผจญเพลิงทั่วโลกมีส่วนร่วมในไฟไหม้ที่เกี่ยวข้องกับแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ย 2 ครั้งต่อสัปดาห์ แม้ในขณะที่ระบบปิดอยู่ แผงโซลาร์เซลล์ยังคงส่งพลังงานที่ไฟฟ้าแรงสูง นั่นเป็นเหตุผลที่ทุกแสงอาทิตย์ PV หลังคาควรเพิ่มอุปกรณ์ปิดอย่างรวดเร็วระดับโมดูลเพื่อให้นักดับเพลิงและเจ้าของบ้านปลอดภัย

การปิดระบบอย่างรวดเร็วคืออะไร?

ปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว เป็นข้อกำหนดและข้อบังคับด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้าสำหรับระบบแผงโซลาร์เซลล์บนชั้นดาดฟ้าโดย National Electrical Code (NEC) ในสหรัฐอเมริกา

ข้อควรระวังในการปิดตัวนำไฟฟ้ากระแสตรงของระบบสุริยะอย่างรวดเร็วด้วยกลไก เพื่อลดการเกิดเพลิงไหม้และปรับปรุงความปลอดภัยของนักผจญเพลิงบนหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์

เหตุใดจึงต้องปิดระบบอย่างรวดเร็ว

แนวคิดของ PV การปิดระบบอย่างรวดเร็วถูกเสนอโดย National Electrical Code (NEC หรือ NFPA 70) วัตถุประสงค์ของการออกคือเพื่อควบคุมผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและการติดตั้ง หลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านไฟฟ้า และปกป้องความปลอดภัยส่วนบุคคลของนักผจญเพลิง NEC ได้รับการแก้ไขทุก ๆ สามปีตามวิวัฒนาการของเทคโนโลยี ในสหรัฐอเมริกา รัฐส่วนใหญ่จำเป็นต้องบังคับใช้ข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วของ NEC สำหรับ PV ระบบ

เอ็นอีซี 2014

มาตรฐาน NEC 2014 690.12 ได้รับการเผยแพร่และกำหนดข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว: ควรติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ด้วยสวิตช์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็วและ PV แรงดันไฟฟ้าของระบบต้องลดลงต่ำกว่า 30V ภายใน 10 วินาทีเพื่อความปลอดภัยของระบบที่ดีที่สุด

เอ็นอีซี 2017

NEC 2017 690.12 ได้ทำการเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วอย่างเข้มงวด ระยะทางถึง PV เมทริกซ์ 305 มม. เป็นขีดจำกัด ภายใน 30 วินาทีหลังจากอุปกรณ์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็วเริ่มทำงาน แรงดันไฟฟ้าที่อยู่นอกช่วงขีดจำกัดจะลดลงเหลือต่ำกว่า 30V และแรงดันไฟฟ้าภายในช่วงขอบเขตจะลดลงเหลือต่ำกว่า 80V ดังนั้นจึงจำเป็นต้องบรรลุ "Module-Level Rapid Shutdown"

Rapid Shutdown ระดับโมดูลสามารถลดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในช่วงที่ร่างกายมนุษย์ยอมรับได้ การเปลี่ยนแปลงนี้สะดวกกว่าอย่างไม่ต้องสงสัยสำหรับงานกู้ภัยของนักผจญเพลิง

เอ็นอีซี 2020

ใน NEC 2020 ล่าสุด “PV เสนอระบบควบคุมอันตราย” มาตรฐานใหม่กำหนดให้ระบบ PV ต้องมี “PV ระบบควบคุมอันตราย” เพื่อให้ระบบ PV สามารถควบคุมได้ในสถานการณ์วิกฤติ กล่าวคือ “PV ระบบควบคุมอันตราย” สามารถใช้เพื่อปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูล ภายใน 30 วินาทีหลังจากเริ่มต้นการปิดระบบอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าภายในช่วงขอบเขตจะลดลงต่ำกว่า 80V

ทำไมการปิดระบบอย่างรวดเร็วจึงมีความสำคัญ

การปิดระบบอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งจำเป็นต่อระบบสุริยะที่ติดตั้งบนหลังคา แม้ว่าท่อร้อยสายที่วิ่งจากแผงหนึ่งไปอีกแผงหนึ่งจะมีความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ แต่ก็มีบางกรณีที่ท่อร้อยสายเหล่านั้นอาจได้รับความเสียหายจากแสงแดดได้

หากเกิดเหตุการณ์นี้ ใครก็ตามที่อยู่ใกล้ระบบอาจได้รับกระแสไฟฟ้าที่มีไฟฟ้าอยู่และอาจส่งผลให้เกิดสถานการณ์อันตรายได้ แต่ด้วยความช่วยเหลือของฟังก์ชันการปิดระบบอย่างรวดเร็ว เจ้าหน้าที่ตอบสนองสามารถตัดไฟจากท่อร้อยสายเหล่านั้นได้อย่างรวดเร็ว ทำให้พวกเขาเข้าถึงตำแหน่งรอบระบบสุริยะได้อย่างปลอดภัย

อินเวอร์เตอร์สามารถบรรลุฟังก์ชั่นการปิดระบบอย่างรวดเร็วได้หรือไม่?

• ม.ล

อย่างแรกที่ต้องมีความชัดเจนคือตาม NEC 2020 การปิดระบบอย่างรวดเร็วต้องมีการปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูล หนึ่งที่สามารถตอบสนองความต้องการนี้คือ Module-Level Power Electronics (MLPE) MLPE ส่วนใหญ่ประกอบด้วย: อุปกรณ์ปิดอย่างรวดเร็ว, ไมโครอินเวอร์เตอร์, เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน

• อินเวอร์เตอร์

อินเวอร์เตอร์แบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์กลาง อินเวอร์เตอร์สตริง และไมโครอินเวอร์เตอร์

①วิธีอินเวอร์เตอร์ PV แบบดั้งเดิมคือการเชื่อมต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบอนุกรมและขนานกันเพื่อสร้างอาร์เรย์ PV โดยปกติ แรงดัน DC ตามอนุกรมและขนานคือ 600 ~ 1500V จากนั้น DC จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับและเชื่อมต่อกับกริดผ่านอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางหรือสตริง 

②ไมโครอินเวอร์เตอร์ คือ PV อินเวอร์เตอร์พร้อมฟังก์ชัน MPPT ระดับโมดูล เป็นอุปกรณ์ที่แปลง DC ที่สร้างโดยแต่ละโมดูลโดยตรงเป็น AC แล้วเชื่อมต่อกับกริด

ไมโครอินเวอร์เตอร์สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรงที่มีอยู่ในอินเวอร์เตอร์สตริง และตระหนักถึงฟังก์ชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูล ในเวลาเดียวกัน มันยังสามารถดำเนินการควบคุม MPPT อิสระในแต่ละโมดูล ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมได้อย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของไมโครอินเวอร์เตอร์ในปัจจุบันมีสาเหตุหลักมาจากต้นทุนต่อวัตต์ที่สูง ซึ่งนำไปสู่ส่วนแบ่งการตลาดที่ต่ำ ดังนั้น โซลูชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดคือ "อินเวอร์เตอร์สตริง + การปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว"

BENY อุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วระดับโมดูล

โซลูชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วระดับโมดูลที่เรานำเสนอช่วยให้โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ทุกประเภทสามารถเป็นรุ่นสายเคเบิลสื่อสารและรุ่น Sunspec:

*สายสื่อสาร 24VDC + สวิตช์ปุ่มฉุกเฉิน RSD initiation

*การสื่อสาร PLC + เครื่องส่งสัญญาณ RSD

แผงที่เชื่อมต่อกับ BENY RSD ไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 0V ในไมโครวินาที และสวิตช์ฉุกเฉินที่ใช้ไฟ AC หรือตัวส่งสัญญาณ RSD จะทำให้โซลูชัน RSD เป็นไปตามโซลูชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วของ NEC

• BFS-A1/BFS-A2 เป็นอุปกรณ์ปิดระบบโซลาร์เซลล์อย่างรวดเร็วในระดับโมดูลที่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยจากอัคคีภัยโดยรักษาฟังก์ชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วที่สม่ำเสมอตลอดอายุการใช้งานของ PV ระบบ

ระบบจะปิดเครื่องโดยอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิเกิน 100°C ไม่ต้องตั้งค่าใดๆ และสามารถใช้งานร่วมกับอินเวอร์เตอร์แบบสตริงได้ทุกชนิด ช่วยให้สามารถกำหนดตำแหน่งได้อย่างยืดหยุ่น

ผลิตจากวัสดุอลูมิเนียมที่แข็งแรง ทนทานต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 300°C ทนไฟและกระจายความร้อนได้ดีขึ้น

หน่วยสวิตช์ฉุกเฉินมีตัวเลือกการปิดระบบฉุกเฉินด้วยตนเอง และตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพต่อการปิดระบบในพื้นที่หรือระบบสายส่งไฟฟ้าทั่วพื้นที่

• BFS-11/BFS-12 เป็นอุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูลซึ่งมีความปลอดภัยจากอัคคีภัยสำหรับหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์และอาคาร ยังคงเป็นช่วงฟังก์ชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วของพลังงานแสงอาทิตย์ PV ระบบตลอดอายุการใช้งาน

จำเป็นต้องใช้สวิตช์ปุ่มฉุกเฉินเพื่อเริ่มต้นการปิดระบบอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเป็นตำแหน่งทริกเกอร์บนพื้นดินและเข้าถึงได้ง่ายขึ้น

ควรต่อสายสื่อสารของอุปกรณ์ปิดอย่างรวดเร็วเป็นอนุกรมและต่อสายเข้ากับสวิตช์ปุ่ม ดังนั้นสวิตช์ปุ่มจึงสามารถควบคุมอุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วของ BFS ได้ การสื่อสารที่ไม่มีการพูดคุยกับอินเวอร์เตอร์หรือแหล่งสัญญาณ WiFi

• BFS-21/BFS-22 ได้รับการออกแบบและพัฒนาเป็นอุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูลที่เชื่อถือได้มากที่สุด เพื่อความปลอดภัยจากอัคคีภัยในอาคารพลังงานแสงอาทิตย์และเป็นไปตามข้อกำหนดของ NEC BFS-21 ทำงานตามมาตรฐาน SINGLE PV โมดูล (>=40V) หรือสองโมดูล (<40V), BFS-22 ใช้งานสองมาตรฐาน PV โมดูล (>=40V) หรือสี่โมดูล (<40V)

BFS-21/BFS-22 เป็นไปตามข้อกำหนดการปิดระบบอย่างรวดเร็วของ NEC 2017&2020 690.12 เมื่อทำงานกับตัวส่งสัญญาณ SunSpec BFT-01 หรืออินเวอร์เตอร์ที่มีเครื่องส่งสัญญาณในตัว โดยไม่รบกวนการทำงานของอินเวอร์เตอร์ AFCI.

สรุป

NEC เป็นมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา และอีกหลายประเทศจะเพิ่มการปิดตัวลงอย่างรวดเร็วในมาตรฐานบังคับในอนาคต จำนวนประเทศที่กำหนดให้มีการติดตั้งการปิดระบบอย่างรวดเร็วสำหรับการแจกจ่าย PV กำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบัน สหรัฐอเมริกา แคนาดา ออสเตรเลีย เยอรมนี อิตาลี และฟิลิปปินส์ ล้วนใช้การติดตั้งระบบบังคับปิดอย่างรวดเร็วเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของการแจกจ่าย PV ดาดฟ้า. ประเทศไทยติดอันดับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูงในปีนี้ ประเทศในยุโรปอื่น ๆ กำลังศึกษาและเลียนแบบมาตรฐานความปลอดภัยของเยอรมัน

BENY โมดูลระดับ ปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว ผลิตภัณฑ์ BFS-11/BFS-12 กำลังทำงานร่วมกับสวิตช์ปุ่มฉุกเฉิน ซึ่งสามารถปิดแผงไปที่ 0V ที่ไมโครวินาที สอดคล้องกับการรับรอง CE และข้อกำหนด NEC2017&2020 ผลิตภัณฑ์ BFS-21/BFS-22 มีสัญญาณควบคุม PLC ซึ่งสอดคล้องกับการรับรอง SunSpec และข้อกำหนด NEC2017&2020 BENY ผลิตภัณฑ์สามารถตอบสนองทุกความต้องการในการปิดระบบอย่างรวดเร็ว ติดต่อเราตอนนี้สำหรับรายละเอียดผลิตภัณฑ์และข้อมูลล่าสุดของอุตสาหกรรม